Materiálové porovnání otopných soustav
V současné době je běžné projektovat otopné soustavy jako dvoutrubkové. K tomuto trendu přispívají automatizované výpočetní programy, které jiné varianty zpravidla ani neumí. Přitom pro některé objekty je z pohledu provozu vhodná a vzhledem k nižší materiálové náročnosti dokonce vhodnější tzv. jednotrubková soustava. Autor toto dokazuje na konkrétním příkladu dvoupodlažního rodinného domu.
Pro porovnání jsem zvolil běžný rodinný dům. Objekt má dvě podlaží. Jako materiál soustav byla zvolena měď pro trubky a fitinky a otopnou plochu tvoří desková otopná tělesa. Kotel je umístěn ve 2. podlaží. Porovnávám tři nejběžnější otopné soustavy:
- dvoutrubkovou vertikální,
- soustavu s patrovými rozdělovači a
- jednotrubkovou soustavu.
Dvoutrubková otopná soustava má horizontální rozvod v podlaze 2. podlaží (Obr. 1). Otopná tělesa v přízemí jsou napojena vertikálními stoupačkami (Obr. 2).
Obr. 1 Půdorys druhého podlaží s dvoutrubkovou otopnou soustavou
Obr. 2 Půdorys prvního nadzemního podlaží s dvoutrubkovou otopnou soustavou
Obr. 3 Půdorys druhého podlaží s otopnou soustavou a s centrálně umístěným rozdělovačem
Obr. 4 Půdorysy prvního a druhého podlaží se soustavou s centrálně umístěnými rozdělovači
Soustava s patrovými rozdělovači má stoupačku ve středu objektu a rozvody pro jednotlivá tělesa v podlaze příslušného podlaží. Tato soustava je preferována architektonickými ateliéry. Na argumenty ohledně velké materiálové náročnosti a komplikovanosti montáže neberou ohled.
Obr. 5 Půdorys druhého podlaží s jednotrubkovou otopnou soustavou
Obr. 6 Půdorys druhého podlaží s jednotrubkovou otopnou soustavou
| Průměr mm | Délka m | Hmotnost kg | Objem vody dm3 (litr) | Plocha těles dm2 |
|---|---|---|---|---|
| Dvoutrubková otopná soustava | ||||
| 12 | 1,6 | 0,49 | 0,13 | |
| 15 | 65,6 | 25,78 | 8,72 | |
| 18 | 13,2 | 6,30 | 2,65 | |
| 28 | 25,8 | 19,53 | 12,67 | |
| Celkem | 106,2 | 52,10 | 24,17 | 98 |
| Porovnání (s dvoutrubkou) (%) | 100 | 100 | 100 | 100 |
| Otopná soustava s centrálně umístěnými rozdělovači na podlažích | ||||
| 15 | 133 | 52,27 | 17,69 | |
| 22 | 4 | 2,36 | 1,26 | |
| 28 | 3 | 2,27 | 1,47 | |
| Celkem | 140 | 56,90 | 20,42 | 98 |
| Porovnání (s dvoutrubkou) (%) | 132 | 109 | 84 | 100 |
| Jednotrubková otopná soustava | ||||
| 15 | 6 | 2,36 | 0,80 | |
| 22 | 74 | 43,59 | 23,24 | |
| Celkem | 80 | 45,94 | 24,03 | 71 |
| Porovnání (s dvoutrubkou) (%) | 75 | 88 | 99 | 72 |
Jako základ porovnání, jehož výsledky jsou uvedeny v tabulce, byla použita dvoutrubková soustava. Pro množství potrubí byla jako srovnávací veličina zvolena celková hmotnost materiálu.
Z hlediska délky rozvodů, tj. i náročnosti montáže, je nejhorší soustava s patrovými rozdělovači (109 %). Dvoutrubková soustava i centrální vyžadují umístění rozvodů do konstrukce podlahy. Pro dvoutrubkovou soustavu je nutný větší počet prostupů stropem. Jednotrubkovou soustavu lze vést volně podél obvodových stěn a dvěma prostupy pokaždé jen pro jednu trubku.
Zajímavé je i porovnání velikosti otopné plochy, kde jednotrubkové soustavě postačí 72 % plochy těles oproti alternativní dvoutrubkové soustavě nebo soustavě s patrovými rozdělovači. Důvodem je to, že jednotrubková soustava má menší teplotní spád na otopném tělese, tj. vyšší střední teplotu, a tedy i vyšší výkon těles. Proto potřebuje menší otopnou plochu.
Existuje mnoho úspěšně realizovaných staveb s jednotrubkovou soustavou, ale dnešní společnosti hlavních inženýrů projektů, tzv. HIP, je zatěžko se s touto soustavou seriózně seznámit. Jednotrubková soustava má proto malou šanci proniknout do povědomí projektantů stavby a investorů, šetřit náklady a ku prospěchu všech ji využívat.
Obr. 7 Příklad dlouhodobě úspěšně provozované jednotrubkové otopné soustavy. (Foto: prof. Ing. Karel Kabele, CSc., veřejná budova, Ulanbatar, Mongolsko 2016)
Obvyklý hlavní argument proti použití této soustavy byl, že nikdo nebude chodit s notebookem soustavu regulovat. To, že je to nejstabilnější soustava, kterou po uvedení do provozu není třeba dodatečně vyvažovat, není obvykle přijímán.
Zajímavý pohled ukazuje obr. 7. Jedná se o dlouhodobě používanou jednotrubkovou otopnou soustavu ve veřejné budově, která prošla revitalizací. Z pohledu dnes nejčastěji používaných montážních technologií jde spíše o materiálově překonaný příklad použití ocelového svařovaného potrubí, které by bylo nahrazeno měděným trubkami a fitinkami, ale opět s minimální potřebou regulačních armatur. Za vhodných podmínek lze i dnes použít litinová otopná tělesa.
Poděkování
Děkuji Ing. Karlovi Kabelemu, CSc., za poskytnutí dokumentačního obrázku.
Currently, it is common to design the heating system such as two-pipe. Automated computing programs contribute to this trend that other variants can not even rule. But for some buildings is single pipe system from the perspective of operation suitable and due to lower material intensity even better preferable. The author demonstrates this on specific example of a two-floor family house.